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西门子PLC模块 , CPU模块 , DP通讯电缆 , 6GK交换机
西门子模块6ES7318-3EL01-0AB0

  例 电路如图所示,已知R=10Ω,XL=XC=10Ω,。求整个电路的有功功率P,无功功率Q,视在功率S和功率因数。

  解:电路的等效阻抗
  
  
  S=UI=28.2×2=56.4VA
  
  
  

 1.瞬时功率
  设如图所示的无源二端网络,电流和电压分别为,则电路的瞬时功率为:
      

  2. 有功功率P(平均功率)
  有功功率,又称为平均功率,是电路一个周期内消耗电能的平均速率。
     
  单位:W或kW
  从有功功率的表达式可以看出,电路消耗的功率不仅与电压、电流的有效值有关,还与有关。是电压和电流的相位差,即阻抗角,由电路的参数决定。
  对于只含一个电阻的电路,=0,则
    
  对于只含一个电感或电容的电路,=±90°,则P=0
  由上分析,说明电路中只有电阻元件消耗有功功率,电感和电容是储能元件,不消耗有功功率。电路中若有若干个电阻,求有功功率时可采用两种方法:(1)运用公式直接求;(2)可将各个电阻的有功功率求出,相加求得,即
  定义:——功率因数
  功率因数是交流电路的重要技术数据之一。功率因数的高低,对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。功率因数的大小,取决于电路中负载的性质。对于电阻性负载,其电压与电流的相位差为0,因此,电路的功率因数*大();在纯电感电路中,电压与电流的相位差为 π/2,电压超前电流;在纯电容电路中,电压与电流的相位差则为-(π/2),即电流超前电压。在后两种电路中,功率因数都为0。对于一般性负载的电路,功率因数就介于0与1之间。
  3.无功功率Q
   从瞬时功率的表达式中可以看出:
  p1≥0,它反映了电阻所消耗的瞬时功率。
  p2是一个正弦量,它的频率是电源频率的两倍,在一个周期中有正有负,而且正负面积相等,它反映了电感、电容这些储能元件与电源进行能量交换的瞬时功率。
  无功功率Q定义为p2的幅值。即
  无功功率Q反映的是储能元件L、C 与电源进行能量交换的规模。
  当电路只含一个电阻元件时,=0,=0,Q=0
  当电路只含一个电感元件时,=90º,=1,Q =UI=I2XL=U2/XL
  当电路只含一个电容元件时,=-90º,=-1,Q=-UI=-I2XC=-U2/XC
  当(感性电路)时,Q>0
  当(容性电路)时,Q<0
  当电路中有若干电感、电容元件时,求总的无功功率,方法有二:(1)直接运用公式;(2)可将各部分无功功率相加获得。
  注意,电容元件的无功功率为负数。
  无功功率的单位为乏(Var)或千乏(k Var )。
  可根据电路无功功率的正负,判断电路的性质。Q>0,感性电路;Q<0,容性电路;Q=0,阻性电路。
  4.视在功率S
  定义:电路中总电压与总电流有效值的乘积。
  ,单位:VA(伏安)  kVA
  S又称为容量,表征的是电源能够提供的*大有功功率,但电源实际输出的有功功率的大小取决于负载,也就是功率因数
  根据P、Q、S的计算公式,我们可以得到:
   
  P、Q、S构成了一直角三角形,称功率三角形。

  视在功率虽然一般情况下并不等于电路实际消耗的功率,但是它在电力工程中却有实际含义。发电机、变压器和其他电源设备的电压、电流各具有额定电压和额定电流。对于这些电力设备,在运行时其输出的有功功率取决于外部电路,即功率因数。因此这些电力设备通常用其额定视在功率来衡量该设备*大的带负载能力。例如,额定容量为l000kVA的电力变压器,工作在额定电压和额定电流的条件下,当负载为纯电阻负载时,其输出功率为l000kW;而当负载功率因数等于0.8的感性负载时,其输出功率就只800kW。


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